[发明专利]一种提高纤维素酶使用效率的方法和装置

摘要

本发明涉及一种提高纤维素酶使用效率的方法和装置，其方法为：（1）先用稀硫酸提取出半纤维素再碱泡脱除木质素处理纤维素原料，（2）在酶解反应器中用纤维素酶水解处理好的纤维素原料；避免了木质素对纤维素酶的吸附，同时增加了半纤维素的利用率，所述酶解反应器取消搅拌装置，解决了传统酶解反应器由于过量的搅拌造成酶的失活的问题；由传统的间歇工艺改变为连续工艺，解决了过程中的产物抑制问题；使用本发明的方法和装置，纤维素酶的使用量明显低于传统工艺。

主权项

一种提高纤维素酶使用效率的方法，其特征为，方法如下：（1）纤维素原料的处理①使用质量浓度为5%~10%的稀硫酸处理纤维素原料提取出纤维素原料中的半纤维素，稀硫酸与纤维素原料的质量比为3:1；②将经过步骤（1）①处理后的溶液过滤出固体，将固体用清水洗至pH为6.5～7.0；同时收集滤液，此时滤液为含有半纤维素的稀硫酸液体；③将经过步骤（1）②处理得到的固体用质量浓度为15~20%的氢氧化钠水溶液在120度的条件下浸泡3小时以上，以脱除木质素，滤出得处理好的纤维素原料；氢氧化钠水溶液与固体的质量比为10:1；④含有半纤维素的稀硫酸液体继续对未进行处理过的纤维素进行步骤（1）①处理，再经步骤(1)②得含有半纤维素的稀硫酸液体，可反复使用4~6次，对最终的含有半纤维素的稀酸液体使用质量浓度为2~5%的氢氧化钠水溶液中和至pH为4~4.5得稀酸水解液；（2）纤维素酶的水解①将处理好的纤维素原料加入酶解反应器中，将纤维素原料压紧，压出的液体排出后循环回酶解反应器中；②重复步骤（2）①，压紧纤维素原料使其填满容器，压紧后保持压力为1.5~3kg/cm2；③使用水和稀酸水解液将诺维信纤维素酶Carezyme®4500L配制成0.1~0.5%的纤维素酶水溶液，诺维信纤维素酶Carezyme®4500L的投加量为处理好的纤维素原料中纤维素含量的3~5%；纤维素酶水溶液体积总量为处理好的纤维素原料中纤维素含量的10~15倍；④将纤维素酶水溶液进入酶解反应器，纤维素酶水溶液的体积流量为反应容器体积的1/48，入口压力大于3kg/cm2，当出口有液体流出时，使用蛋白测定仪检测蛋白含量，使用液相色谱检验总还原糖含量；当发现蛋白含量持续增加，且总还原糖持续减少10%以上时即得纤维素水解液，此时停止纤维素酶水溶液进入，停止出口液体的流出，继续重复步骤（2）①②④。